[發(fā)明專利]一種穩(wěn)定運行的連續(xù)流微電解反應(yīng)系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2010-09-01
• 公開（公告）號: CN101928052A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 季民;王燦;孫亮;周璇
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王秀奎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種污水處理系統(tǒng)，更具體地講，涉及一種用于廢水處理的微電解反應(yīng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

工業(yè)廢水因具有污染物濃度高、毒性大、可生化性差等特點，對生態(tài)環(huán)境造成嚴重威脅，其中微電解技術(shù)由于處理效果好、原料簡單、來源廣泛等特點而成為重要的工業(yè)廢水污染控制技術(shù)。

微電解技術(shù)又稱內(nèi)電解法、鐵炭法、腐蝕電池法、鐵屑過濾法、零價鐵法，具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、占地面積小、材料簡便易得、裝置易于定型化和工業(yè)化等優(yōu)點。該技術(shù)始于20世紀(jì)70年代，最初在美、日等國家引起廣泛重視，近幾年來，應(yīng)用這一技術(shù)處理印染廢水、電鍍廢水、石油化工廢水、制藥廢水等的報道越來越多。由于該技術(shù)利用廢鐵屑、焦炭等為原料，消耗少量電力資源，具有“以廢治廢”的意義。在微電解技術(shù)中，微電解材料和反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)是該技術(shù)的核心部分，對污染物的去除效果和運行穩(wěn)定性具有關(guān)鍵性的影響。

目前，傳統(tǒng)的微電解技術(shù)大多采用鐵屑和活性炭粉(或焦炭粉)的簡單混合物作為微電解材料，使用簡單的塔式反應(yīng)器作為反應(yīng)裝置，在實際工程應(yīng)用過程中，存在下述不足：

(1)鈍化現(xiàn)象：利用微電解法進行廢水處理時，在填料(往往為鐵屑和焦炭粉的簡單混合物)表面會形成一層鈍化膜，這層膜阻斷了水中的有毒有害物質(zhì)與填料的接觸，從而對處理效果有影響。這一現(xiàn)象在處理中性廢水時尤其明顯。

(2)鐵屑板結(jié)和填料床溝流：利用微電解技術(shù)進行廢水處理時，會出現(xiàn)填料層板結(jié)成為一個整體，從而出現(xiàn)溝流現(xiàn)象，嚴重影響處理效果，而且當(dāng)微電解塔過高時，由于底部的填料壓實作用過大，更加容易結(jié)塊。

(3)填料補充與更換：目前采用的填料主要是粒狀混合填料，這種填料的比表面積大，但在定期的補充與更換過程中存在著諸多不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，從用于微電解的填料改性和反應(yīng)器機構(gòu)改進兩個方面同時入手，解決現(xiàn)有微電解技術(shù)中填料易鈍化、填料層板結(jié)、處理效率不高以及反應(yīng)器運行不穩(wěn)定的問題。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種穩(wěn)定運行的連續(xù)流微電解反應(yīng)系統(tǒng)，包括進料口1、出料口5和排渣口8，所述微電解反應(yīng)系統(tǒng)由多個微電解反應(yīng)單元組成，所述多個微電解反應(yīng)單元串行連接，所述每個微電解反應(yīng)單元設(shè)置有填料層3，所述填料層3的一側(cè)設(shè)置有填料更換口7，所述填料層3的下方設(shè)置有多孔篩板2，所述多孔篩板2的下方設(shè)置有曝氣反吹管6，所述填料層3中設(shè)置有按照下述步驟制備的微電解材料：(1)將鐵粉、活性炭粉末、鈉基膨潤土和NH₄Cl充分混合后，加水調(diào)勻，其中所述鐵粉、活性炭粉末、鈉基膨潤土和NH₄Cl的質(zhì)量比為(2.8-3)∶(2.8-3)∶(3.8-4)∶0.05；(2)用成球機將步驟(1)得到的混合物做成直徑為2-5mm的小球，烘干；(3)對經(jīng)過步驟(2)烘干后的球狀材料進行焙燒，所述焙燒機制為在370-420℃下，焙燒10-12分鐘，然后升溫至1100-1200℃，焙燒15-18分鐘，自然冷卻至室溫。

所述串行連接的微電解反應(yīng)單元采用法蘭4連接。

所述填料層中設(shè)置的微電解材料的孔隙率為0.5-0.8；所述微電解材料的比表面積為0.4-1.0m²/g。

所述填料層中微電解材料的制備步驟(1)中，鐵粉、活性炭粉末、鈉基膨潤土和NH₄Cl的質(zhì)量比為3∶3∶4∶0.05。

所述填料層中微電解材料的制備步驟(3)中的焙燒機制為在400℃下，焙燒10分鐘，然后升溫至1150℃，焙燒15分鐘，自然冷卻至室溫。

與傳統(tǒng)微電解技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于同時對微電解材料和反應(yīng)器進行改進，并充分利用兩者的配合，實現(xiàn)廢水處理的穩(wěn)定運行。

一方面作為填料使用的微電解材料利用NH₄Cl在高溫條件下產(chǎn)生的NH₃起到造孔的作用，增大了材料的孔隙率和比表面積，提高了微電解材料對廢水中污染物的去除效果；同時，材料為球狀規(guī)整材料，具有較好的機械強度，避免了材料在使用過程中的壓實，不易發(fā)生板結(jié)和鈍化現(xiàn)象，使用壽命較長，從而保證了微電解工藝的長期穩(wěn)定運行。